Nanostrukturierte LiNbO3- und LiTaO3-Keramiken zur Erzeugung reaktiver Sauerstoffspezies mittels katalytisch verstärktem pyroelektrischem Effekt

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Aufgrund ihres hohen Oxidationspotentials spielen reaktive Sauerstoffspezies (ROS) und speziell freie Radikale bei physikalischen Desinfektionsmethoden eine bedeutende Rolle. Ein ganz neuer Forschungsansatz für deren Erzeugung ist die Nutzung des pyroelektrischen Effektes von Materialien wie Lithiumniobat und Lithiumtantalat. In wässriger Umgebung steht das temperaturabhängige elektrische Potential an den Kristalloberflächen dieser Materialien für Reduktions- und Oxidationsreaktionen via Ladungstransfer zu physisorbierten molekularen Spezies zur Verfügung. Ziel des beantragten Projektes ist die grundlegende Erforschung der pyroelektrischen Radikalerzeugung. Es soll untersucht werden, welche Arten von ROS in wässriger Lösung entstehen können und welche thermischen Anregungsbedingungen dafür notwendig sind. Unter welchen Bedingungen entstehen hauptsächlich Hydroxylradikale, Radikale mit dem höchsten Oxidationspotenzial? Darauf sollen Untersuchungen zur möglichen katalytischen Verstärkung der pyroelektrischen ROS-Erzeugung durch metallische Nanopartikel aufbauen. Die Arbeitshypothese geht davon aus, dass hierfür der Elektronentransfer zwischen dem Pyroelektrikum, dem Elektrolyten und den Metallpartikeln entscheidend ist.